Tesis doctoral de Oscar De La Torre Rodríguez
La respuesta dinámica de una estructura sumergida en agua se ve modificada de manera significativa por efecto de la masa añadida. En concreto, la inercia del fluido que el cuerpo debe acelerar durante su movimiento de vibración reduce las frecuencias naturales de la estructura. Esta variación en las frecuencias entre las condiciones en seco y sumergido debe ser tenida en cuenta durante la fase de diseño de una estructura para poder prever cualquier futuro problema de resonancia. sin embargo, si aparece cavitación en el flujo, fenómeno bastante normal cuando se trabaja con sistemas sumergidos o maquinaria hidráulica, la variación en la respuesta estructural se desconoce. esta tesis presenta un detallado estudio experimental de la influencia de la cavitación de lámina y de la supercavitación en los efectos de la masa añadida de un perfil hidrodinámico naca0009. Para la formación y el control de la cavitación se usó un túnel de cavitación de alta velocidad. Se utilizó un innovador sistema no intrusivo de excitación y medida, basado en parches piezoeléctricos montados sobre el perfil hidrodinámico, para determinar las frecuencias naturales del sistema fluido-estructura. Se seleccionaron las condiciones hidrodinámicas más apropiadas para generar un amplio rango de cavidades parciales estables de diferentes tamaños y minimizar los efectos de otras fuentes de ruido inducido por el flujo y las vibraciones. Los experimentos principales se llevaron a cabo para diferentes valores de sigma bajo un flujo constante a una velocidad de 14 m/s y para ángulos de incidencia de 1º y 2º. la tesis se complementa con una serie de experimentos y simulaciones numéricas adicionales para asegurar la validez de los resultados y separar los efectos de la cavitación de otros factores que pueden influir también a las frecuencias naturales del perfil. En este sentido, se llevó a cabo una visualización de los modos de vibración del perfil bajo diferentes condiciones de flujo para garantizar su equiValencia entre las pruebas. Además, también se estudiaron los efectos de la pared lateral de la sección de ensayo del túnel y la distribución de presiones sobre la estructura. los resultados obtenidos muestran que la máxima masa añadida tiene lugar cuando el perfil está sumergido en agua sin flujo neto. Cuando la cavitación ocurre, la masa añadida decrece a medida que aumenta la longitud de la cavidad. Consecuentemente, la masa añadida alcanza un mínimo bajo condiciones de supercavitación. Este comportamiento se puede caracterizar de manera satisfactoria mediante una correlación lineal entre el coeficiente de masa añadida y la masa de fluido arrastrada por el movimiento de la estructura. En este caso, la masa de fluido tiene en cuenta la densidad media de la cavidad, sus dimensiones y su localización relativa a la deformación producida por el modo de vibración.
Datos académicos de la tesis doctoral «Influence of cavitation on the dynamic response of hydrofoils«
- Título de la tesis: Influence of cavitation on the dynamic response of hydrofoils
- Autor: Oscar De La Torre Rodríguez
- Universidad: Politécnica de catalunya
- Fecha de lectura de la tesis: 26/02/2013
Dirección y tribunal
- Director de la tesis
- Francesc Xavier Escaler Puigoriol
- Tribunal
- Presidente del tribunal: mohamed Farhat
- quanwei Liang (vocal)
- (vocal)
- (vocal)